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万用表如何使用

日期:2012-5-18标签: (来源:互联网)

1.万用表的基本概念及分类万用表是一种多功能、多量程的便携式电子电工仪表。一般万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压、交流电流和电阻等,有些万用表还可测量电容电感、功率、晶体管共射极直流放大系数hFE.元器件温度等,还有的万用表可以通过通信(RS-232、USB、GPIB等)接口,把不同时间下采集的数据传送给安装相关软件的PC,做相关事件分析等(如01859CF型数字式万用表)。掌握万用表的使用方法是电子系统设计的一项基本技能。

常见的万用表有指针式万用表MCP625-E/UN.html" target="_blank" title="MCP625-E/UN">MCP625-E/UN和数字式万用表。指针式万用表是以表头为核心部件的多功能测量仪表,测量值由表头指针指示读取。近年来,随着数字集成电路技术的发展,数字式万用表被广泛使用。它具有精度高、输入阻抗高、显示直观、过载能力强,在测直流量时能自动显示极性的正、负等优点。

2.指针式万用表的使用(1)指针式万用表简介指针式(模拟式)万用表基本都是由一个磁电式测量表头(微安表)、测董电路和转换开关等组成。面板上还配有机械零位调整螺钉、零欧姆调节电位器和测量插孔等。图2-15是MF-30型万用表的面板图。表2-1是MF-30型万用表的技术规范。

(2)指针式万用表的使用流程概述①测量前的选择。

a.测量对象的选择。万用表应在关掉电路电源的情况下测量电阻,否则对万用表或电路板会造成损坏,有些数字式万用表提供了在电阻方式下误接入电压信号时进行保护的功能。

测试电压通常是解决电路问题时第一步要做的工作。如果没有电压或电压过低、过高,在进一步检查之前,首先要解决电源问题。电流测试也是重要的测试工作。

b.量程的选择。万用表的选择开关是一个多挡位的旋转开关,用来选择测量项目和量程。一般的万用表测量的项目包括:A测直流电流,A测交流电流,V测直流电压,V测交流电压,Q欧姆挡测电阻。每个测量项目又划分为几个不同的量程以供选择。

在测量某一电量时,不能在测量的同时换挡,尤其是在测量高电压或大电流时,更应注意。否则,会使万用表毁坏。如需换挡,应先断开表笔,换挡后再进行测量。

②测量前的调零。

在使用万用表之前,应先进行机械调零,即在没有被测电量时,使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。如有偏离,可用小螺丝刀轻轻转动表头上的机械零位调整旋钮,使表针指零。

测电阻时,每换一次挡都要进行调零,调不到零时要更换新电池。调零就是把万用表的红色表笔和黑色表笔搭在一起.然后转动调零旋钮,使指针指向零的位置。

③测量时读出数值。

万用表在使用时,必须水平放置,以免造成误差。同时,还要注意避免外界磁场对万用表的影响。读数时眼睛要与指针保持垂直。表头上的表盘印有多种符号,刻度线和数值。符号A-V-Q表示这只电表是可以测量电流、电压和电阻的万用表。表盘上印有多条刻度线,其中右端标有“Q”的是电阻刻度线,符号“一”或“DC”表示直流,“~”或“AC”表示交流,“=”表示交流和直流公用的刻度线。刻度线下的几行数字是与选择开关不同挡位相对应的刻度值。其中电阻值指示,最左端是无穷大,最右端为零,当中刻度不均匀。电阻挡有Rxl、Rxl0、Rxl00、Rxlk、RxlOk各挡,分别说明刻度的指示要再乘上的倍数,才得到实际的电阻值(单位为欧姆)。

④测量后的处理。

万用表使用完毕,应拔出表笔,将选择开关旋至“OFF”挡,若无此挡,应将转换开关置于交流电压的最大挡。如果长期不使用,还应将万用表内部的电池取出,以免电池腐蚀表内其他元器件。

(3)指针式万用表的使用方法F面以MF-30型万用表为例来说明指针式万用表的使用方法。

①直流电流的测量。

MF-30型万用表是由一个50UA的表头(测量机构)和分流支路构成的。通过分流支路可以扩大电流量程,从而构成多量程电流表。

测量时,先将转换开关旋在合适的电流量程挡位上,再把面板上的两个正、负测量插孔通过表笔串接在被测电路中,待测电流经电表使指针偏转,读数时用第二条标尺。量程开关所指示的挡位值,即为指针满偏转时的数值,如指针指在其他位置,则按比例折算。

万用表的内阻会影响被测电路的工作情况,表2-2列出了各量程挡级的电表内阻及满偏时的电表总压降,使用时应正确选择量程,以减少由于内阻造成的测量误差。

②直流电压的测量。

MF-30型万用表5011A表头本身就是一只量程为75mV(50UA×1.5kQ)的电压表,通过串联不同的倍压电阻就可扩大电压量程。

测量时,先将转换开关旋在合适的屯压量程挡位上,然后将表笔通过测量插孔并联在被测电路上进行电压的测量。

不同电压挡的电表内阻是不相同的,万用表是以电压挡的灵敏度=Ri/VN(单位QN)来说明这个特征的,其中Ri为某电压挡级电表的总内阻值,V为电压量限。MF-30型万用表在电路设计时,将电压测量灵敏度分为两种,表2-3列出了各电压挡位(量程)的灵敏度和总阻值。

电压表的内阻越高,从被测电路取用的电流越少,对被测电路影响越小。当被测电路等效内阻很高时,电压表对被测电路影响就较大,此时宁可选电压量程高一些的挡位(例如,原来可用1V量限测量的,而选用5V量限档进行测量),使电表内阻增大,以减小测量误差。

⑧交流电压的测量。

万用表的测量机构是磁电式仪表,只能测量直流电,当测量正弦交流电压时,要通过整流电路,标度尺上标出的是正弦交流电的有效值。因此,万用表的交流电压挡只能测正弦交流电压,且仅适用于45~1000Hz的频率范围。测量方法与测直流电压相同。测10V以上的电压用第二条标度尺,当测10V以下的小电压时,由于整流二极管的非线性影响不能忽视,因而必须用第三条特设的标度尺,否则读数误差很大。

④电阻的测量。

用万用表测量电阻时,表内配有电源(干电池)、附加电阻和50htA表头等组成一个可测电阻的电路,其等效测量电路如图2-16所示。

当外接被测电阻值Rx为0时(两支表笔短接),表头内通过的电流最大(50pLA),指针满偏转,而“Q”标尺刻度为“0”值;当外接电阻为无穷大时(两支表笔断开),表头内无电流通过,指针不动,“Q”标尺刻度为“o。”。

为了满足可测各种大小的电阻阻值,MF-30型万用表设有Rxl~RxlOk五个测量“Q”挡位,它们公用一个“Q”

标尺,读数时应乘以"Q"挡俯的倍率。

万用表所用干电池的电动势会有变化,这将影响满偏电流值。设计时对于1.5V的干电池其幅度允许在1.35~1.65V茫围内变化,也就是说在被测电阻为零时,指针偏转位置应该可调整到“Q”的零位。为此,在测量电路中串联一个调零电位器。测量之前,先将两支表笔短接,转动该电位器,使其指针指在“Q”的零位上,然后再进行电阻的测量。MF-30型万用表在Rxl挡短接时,最大电流约为60mA,所以在这一挡短接调零时速度要快,以延长干电池的使用期限。表内附设有15V叠层电池电路,专供大电阻RxlOk挡使用。

要特别注意,在测量电阻时切勿带电测量,必须先切断电路中的电源,如果电路中有电容则应先放电。不能将欧姆表当成电压表和电流表使用,这样会损坏电表。此外,当在欧姆挡时,其“+”端(接红色表笔)插孔为电源负极,而“一”端(接黑色表笔)插孔内接电池的正极。

要养成良好的使用习惯,即当使用完电表后,应将转换开关旋在交流500V挡位上。万用表长期不用,应取出干电池,以防止电液溢出腐蚀和损坏其他部件。

⑤音频电平测量。

音频电平被用于测量放大级的增益和线路输送中的损耗,其单位以分贝(dB)表示。

音频电平与功率、电压的关系式为K=10109,0鲁=2010g,o瓷(dB)(2-43,式中,P2、U2分别为被测功率和被测电压。

音频电平的剡度按OdB=lmW,600Q输送线标准设计,即U=√丘z=怕面lx600=0.775(V)音频电平的测量方法与测量交流电压相似,将转换开关旋至交流电压挡上进行测量。音频电平是以交流10v标度尺为基准刻度,标尺指示值为-10~+22dB。当被测值大于+22dB时,可将转换开关转至100v或500Y挡位上测量,仍按dB标尺读数,但指示值按表2-4所列数值修正。

3.数字式万用表的操作使用本节以DT9101型数字式万用表为例简要说明数字式万用表的使用方法。DT9101型数字式万用表是一种操作方便、读数准确、功能齐全、体积小巧、携带方便、用电池做电源的手持袖珍式大屏幕液晶显示三位半数字式万用表。本仪表可用来测量直流电压/电流、交流电压/电流、电阻、二极管正向压降、晶体三极管hFE参数及电路通断等。DT9101型数字式万用表面板图如图2-17所示。

(1)直流电压测量①将黑色表笔插入COM插孔,红色表笔插入VQ插孔。

②将功能开关置于DCV量程范围,并将表笔并联在被测负载或信号源上。在显示电压读数时,同时会指示出红色表笔的极性。

③注意事项:

a.在测量之前不知被测电压的范围时,应将功能开关置于高量程挡后逐步调低。

b.仅在最高位显示“1”时,说明已超过量程,须调高一挡。

c.不要测量高于1000V韵电压,虽然有可能读到读数,但可能会损坏内部电路。

d.特别注意在测量高压时,避免人体接触到高压电路。

(2)交流电压测量①将黑色表笔插入COM插孔,红色表笔插入VQ插孔。

②将功能开关置于ACV量程范围,并将表笔并联在被测量负载或信号源上。

③注意事项:

a.同直流电压测试注意事项的a、b、c项。

b.不要测量高于750V有效值的电压,虽然有可能读到读数,但可能会损坏万用表内部电路。

(3)直流电流测量①将黑色表笔插入COM插孔。当被测电流在2A以下时,红色表笔插A插孔;如果被测电流在2~20A之间,则将红色表笔移至20A插孔。

②功能开关置于DCA量程范围,并将表笔串联在被测电路中,红色表笔的极性将由数字显示的同时指示出来。

③注意事项:

a.如果被测电流范围未知,应将功能开关置于高挡后逐步调低。

b.仅最高位显示“1”说明已超过量程,需调高量程挡位。

c.A插口输入时,过载会将内置的熔断器熔断,此时应予以更换。熔断器规格应为2A(外形筇x20mm)。

d.20A插口没有用熔断器,测量时间应小于15s。

(4)交流电流测量测试方法同直流电流测量。

(5)电阻测量①将黑色表笔插入COM插孔,红色表笔插入VQ插孔(注意:红色表笔极性为“+”)。

将功能开关置于所需的欧姆挡量程上,将表笔跨接在被测电阻上。

②注意事项:

a.当输入开路时,会显示过量程状态“1”。

b.如果被测电阻超过所用量程,则会超量程指示“1”,此时需换用高挡位量程。当被测电阻在1MQ以上时,本表在数秒后方能稳定读数,对于高电阻测量这是正常的。

c.检测在线电阻时,需要确认被测电路已断开电源,同时电容已放电完毕,方能进行测量。

d.有些元器件有可能被进行电阻测量时所加的电流损坏,如表2-5所示列出了各挡的电压值和电流值。

表中A是插座上开路电压;B是跨于相当满量程电阻上的电压值;C是通过短路输入插口的电流值(以上所有数字均为典型值)。

(6)音响通断检查①将黑色表笔插入COM插孔,红色表笔插入VQ插孔。

②将功能开关置于呻杠量程并将表笔跨接在欲检查的电路两端。

③若被检查两点之间的电阻小于30Q.则蜂鸣器会发出声响。

④注意事项:

a.当输入端接入开路时显示过量程“1”。

b.被测电路必须在切断电源的状态下检查通断,因为任何负载信号将使蜂鸣器发声,导致判断错误。

4.二极管/三极管及电容的测量(1)二极管测量①普通二极管的测量。

普通二极管(包括检波二极管、整流二极管、阻尼二极管、开关二极管、续流二极管)是由一个PN结构成的半导体元器件,具有单向导电特性。通过使用万用表检测其正、反向电阻值,可以判别出二极管的电极,还可以估测出二极管是否损坏。普通二极管带有银环的一端是负极,另一端是正极。

首先,进行极性的判别。对指针式万用表,将量程置于Rxl00挡或Rxlk挡,两表笔分别接二极管的两个电极,测出一个结果后对调两表笔,再测出一个结果。两次测量的结果中,有一次测量出的阻值较大(为反向电阻),另一次测量出的阻值较小(为正向电阻)。在阻值较小的一次测量中,黑色表笔接的是二极管的正极,红色表笔接的是二极管的负极。

对数字式万用表,将量程置于二极管挡,红色表笔插入VQ插孔,黑色表笔插入COM插孔,这时红色表笔接表内电源正极,黑色表笔接表内电源负极。将两支表笔分别接触二极管的两个电极,如果显示溢出符号“1”,说明二极管处于截止状态;如果显示在1V以下,说明二极管处于正向导通状态,此时与红色表笔相接的是二极管的正极,与黑色表笔相接的是负极。

其次,进行单向导电性能的栓测及好坏的判断。通常,锗材料二极管的正向电阻值为lkQ左右,反向电阻值为300Q左右;硅材料二极管的正向电阻值为SkQ左右,反向电阻值为o。(无穷大)。正向电阻越小越好,反向电阻越大越好。正、反向电阻值相差越悬殊,说明二极管的单向导电特性越好。若测得二极管的正、反向电阻值均接近0或阻值较小,则说明该二极管内部已击穿短路或漏电损坏。若测得二极管的正、反向电阻值均为无穷大,则说明该二极管已开路损坏。

用数字式万用表测量二极管好坏时,将其置于二极管挡,红色表笔插入VQ插孔,黑色表笔插入COM插孔。当红色表笔接二极管的正极,黑色表笔接二极管的负极时,显示值在1V以下;当黑色表笔接二极管的正极,红色表笔接二极管的负极时,显示溢出符号“1”,说明被测二极管正常。若两次测量均显示溢出,则表示二极管内部断路。若两次测量均显示“000”,则表示二极管已击穿短路。

最后,硅管与锗管的测量。量程开关位置及表笔插法同上,红色表笔接被测二极管的正极,黑色表笔接负极,若显示电压为0.5~0.7V,则说明被测二极管是硅管;若显示电压为0.1~0.3V,则说明被测二极管是锗管。

用数字式万用表判断二极管类型时,不宜用电阻档进行测量,因为数字式万用表电阻挡所提供的测量电流太大,而二极管是非线性元器件,其正、反向电阻与测试电流的大小有关,所以用数字式万用表测出来的电阻值与正常值相差极大。

②发光二极管的测量。

a.用指针式万用表的RxlOk挡(数字式万用表的二极管挡)测其正向电阻,一般小于50kQ,反向电阻大于200kQ以上为正常,测正向电阻时有微光。

b.从两只引脚的长度判别,稍长一点的为正极,稍短一点的为负极。

c.从发光二极管的内部看,内部面积较小的一端为正极,内部面积较大的一端为负极。

③稳压二极管的测量。

用指针式万用表的R×lOk挡测其反向电阻,若实测电阻值为Ri,则稳压二极管的稳压值Vz=(9×R1)/(R1+150000)(V);如果实测电阻值接近o。,表示被测管的稳压值大于9V;如果实测电阻值很小,可能接反了,将表笔互换再进行测量。

(2)三极管的测量①NPN型或PNP型,以及基极的判断。

a.用黑色表笔接触一引脚,红色表笔分别接触另外两只引脚,如果电阻较小,则此管为NPN型,与黑色表笔接触的引脚是基极。

b.用红色表笔接触一引脚,黑色表笔分别接触另外两只引脚,如果电阻较小,则此管为PNP型,与红色表笔接触的引脚是基极。

②发射极和集电极的判断。

a.NPN管发射极与集电极的判断。

方法一:确定了三极管的基极后,用万用表的R×lOk挡,交换测量三极管的另两极,记下两次的阻值。阻值较大的这一次,黑色表笔接的是三极管的集电极,红色表笔接的是三极管的发射极。如果两次测得的阻值都接近。。,则使用方法二。

方法二:确定了三极管的基极后,用手指把3个电极捏起来(但电极间不能相碰),用万用表的R×lOk挡或Rxlk挡,交换表笔测量三极管的另两极,记下两次的阻值。阻值较小的这一次,黑色表笔接的是三极管的集电极,红色表笔接的是三极管的发射极。

b.PNP管发射极与集电极的判断。

方法一:确定了三极管的基极后,用万用表的R×lOk挡,交换测量三极管的另两极,记下两次的阻值。阻值较大的这一次,红色表笔接的是三极管的集电极,黑表笔接的是三极管的发射极。如果两次测得的阻值都接近。。,则用方法二。

方法二:确定了三极管的基极后,用手指把3个电极捏起来(但电极间不能相碰),用万用表的R×lOk挡或R×lk挡,交换表笔测量三极管的另两极,记下两次的阻值。阻值较小的这一次,红色表笔接的是三极管的集电极,黑色表笔接的是三极管的发射极。

③其他两种方法判断三极管的极性。

a.带有散热片的三极管,与散热片相连的引脚是集电极。

b.对于3只引脚一字排开的三极管,发射极一般是边上的某一只引脚。

④晶体管hFE测量。

a.将功能开关置于hFE挡。

b.先认定晶体三极管是PNP型还是NPN型,然后再将被测管e、b、c三脚分别插入面板对应的晶体三极管插孔内。

c.此表显示的是hFE的近似值,测试条件为基极电流约1011A,Ue。约2.8V。

(3)屯容器的检测①用指针式万用表进行电容量大小的估测:先用导线对电容放电,使用万用表的电阻挡。表笔交换接电容两极,表针有一个明显的摆动角度,如果电容量较小,就要选择较高的电阻挡,积累经验后就可以估测电容量的大小。

②用指针式万用表测量电容漏电电阻:如果电容量较大,用较低的电阻挡对电容充电,迅速拨到较高的电阻挡,经一段时间后,指针停在某一刻度上,其读数即为漏电电阻。电容量较小的电容可直接用高电阻挡测量。测有极性的电解电容时,黑色表笔接电解电容的正极,红色表笔接电解电容的负极,测出的是电解电容的正向漏电电阻。如果黑色表笔接负极,红色表笔接正极,则测出的是反向漏电电阻。

③用指针式万用表判断电解电容的极性:电解电容引脚稍长的一极是正极,引脚稍短的一极是负极。用万用表交换测量电解电容的漏电电阻。漏电电阻较大的这一次,黑色表笔接的是电容的正极,红色表笔接的是电容的负极。